Modelación matemática y física de un vertedero modificado

Abstract

Los aliviaderos son quizá unas de las obras hidráulicas más ensayadas a lo largo de la historia de los modelos a escala. En cambio, la modelación matemática tridimensional de estas obras no cuenta con muchos antecedentes debido a que el desarrollo del software y de computadoras con gran potencia para el cálculo intensivo es muy reciente. El siguiente artículo presenta simultáneamente la modelación física y matemática de la modificación de un vertedero con el objetivo de validar la aplicación de modelos CFD en este y otro tipo de obras hidráulicas. Los resultados obtenidos permiten comparar los niveles de la superficie libre y campo de velocidades en secciones transversales para ambas modelaciones. La validación de la modelación matemática permitió estudiar numerosas modificaciones a la obra y su optimización sin necesidad de repetir en modelo físico cada modificación. Esto ahorró tiempo y recursos materiales y humanos. Dicha experiencia permitirá a los ingenieros hidráulicos ganar confianza en el uso de la modelación CFD.

Spillways are probably one of the most tested hydraulic structures in the history of physical modelling. On the other hand, there are not many 3D mathematical models of this type of structures since only very recently have CFD software and new computers (with a high capability and power to make intensive calculations) become available. The present paper shows simultaneous physical and mathematical modeling of a modified spillway, aiming at validating the use and application of CFD models on this and other kinds of hydraulic structures. Results obtained enable a comparison between water surface levels and velocity fields in both kinds of model. The validation of the mathematical model allowed the study of a large number of alternatives and their optimization without need to test them on the physical model. This was relevant to save time, material and human resources. This experience is expected to allow Hydraulic Engineers to gain confidence in using CFD models.